O1/A/O2工艺处理高浓度焦化废水

3.3 生化处理工艺

根据生物脱氮原理〔10〕，采用O1/A/O2硝化反硝化生物脱氮处理工艺。对焦化废水生物处理而言，水力停留时间不同，活性污泥的生物相组成和废水能被去除的污染物也各不相同，通常好氧池去除酚类的水力停留时间在8 h 之内，去除氰化物和硫氰化物的水力停留时间在16 h 以上，水力停留时间超过24 h 则有可能开始氨的硝化，因此，要实现废水去除有机物并生物脱氮，确定水力停留时间非常重要。由于焦化废水含有大量难生物降解有机物和有毒有害物质，好氧生物降解速率和硝化速率相对于城市污水来说要低得多。因此，好氧池应采用较低的容积负荷和较长的水力停留时间，以保证出水水质。

为使生化入水水质均和、水量稳定，设置调节池，其停留时间31 h。预曝气池为推流方式，采用微孔曝气器的充氧方式，水力停留时间为16 h。缺氧池为竖流式，池内满布固定生物填料，水力停留时间为20 h。好氧池为推流运行，采用微孔曝气充氧方式，水力停留时间为56 h。为便于生产灵活调节，缺氧池、好氧池按三系列设计。

3.4 深度处理工艺

深度处理采用混凝沉淀工艺，进一步脱除生化处理难以降解的CODCr、悬浮物和色度等有害物质。生化出水进孔室隔板反应池，混凝剂聚合硫酸铁与水中的非水溶物质作用形成絮体，同时投加助凝剂PAM 增强混凝效果。混凝反应池污水停留时间20 min，为保证最佳混凝效果，向反应池中投加NaOH 调节pH。之后废水低流速进入两座辐流式混凝沉淀池进行固液分离，混凝沉淀池表面负荷0.88 m3/（m2·h），停留时间为3.4 h。混凝沉淀池出水CODCr≤150 mg/L，色度≤70 倍。3.5 污泥处理工艺混凝沉淀污泥和剩余污泥等混合泥渣进入浓缩池浓缩，污泥含水率99%，停留时间12 h。浓缩后的泥浆再经2 台厢式压滤机脱水，污泥含水率75%。

4 工程运行结果与分析

本工程经过调试合格，正式投产一段时间后，各工序处理效果平均值见表3。

表3 各工序处理效果mg/L

由表3 可见，经过预处理工段，CODCr、酚、悬浮物等含量都有不同程度的降低，为后续生化处理创造了良好的条件。经过生化处理后CODCr、酚、氰等指标大幅降低。投加600~800 mg/L 聚合硫酸铁、1~2 mg/L PAM 后，CODCr去除率可达50%左右，出水各项指标达到了二级排放标准要求。O1/A/O2工艺对CODCr及NH3-N 的去除效果如图2、图3 所示。

从图2 可见，当生化池进水CODCr为3 500~5 800 mg/L 时，二沉池出水CODCr能保持在280 mg/L左右，O1/A/O2工艺对CODCr的平均去除率达到了93％以上。再经过混凝沉淀后，出水CODCr保持在150 mg/L 以下，出水达到了《污水综合排放标准》二级排放标准要求。同时由表3 可以看出，预曝气池对CODCr和酚降解起到了重要作用，去除率分别达到了70%和98%，为后续缺氧池和好氧池减轻了负荷，同时为使好氧池中硝化菌成为优势菌创造了条件。从图2 可以得出O1/A/O2工艺能够耐冲击负荷，即使进水CODCr偏高，也能对CODCr保持良好的去除效果。

由图3 可以看出，当进水氨氮在36~285 mg/L之间波动时，O1/A/O2工艺对NH3-N 的平均去除率为89％，且出水NH3-N＜25 mg/L。分析其原因是由于O1/A/O2工艺中的预曝气池去除了大量有机物，为硝化菌创造了最佳生存环境，同时在硝化区硝化菌对氨氮的降解时间较长，降解比较充分。

综上可以得出O1/A/O2工艺的主导思想为分级处理。即先通过O1段对高浓度焦化废水进行预处理，降解有机物和有毒物质，为后续A 段反硝化创造了良好条件。再通过O2段进行完全碳化和硝化，最后通过上清液回流在A 段中最大程度的反硝化，最终达到去除CODCr和NH3-N 的目的。分级处理的特点是:由于碳氧化菌的世代周期远比硝化菌短，因此当有机物过剩时，菌落中碳氧化菌占优势，并消耗了硝化菌生存所必需的氧，影响了硝化反应的进行；通过设置预曝气池，使一部分抑制硝化菌的污染物得以碳化分解或去除，有利于硝化过程达到最佳状态，当硝化液回流比R=3~5 时，O1/A/O2工艺的处理效果良好。CODCr、NH3-N 去除率高且稳定，CODCr、NH3-N 的去除率分别在95%和89%以上。

O1/A/O2工艺取得良好的污染物去除效果，主要是让微生物在各自适宜的环境中得到优势生长，充分发挥其活性并利用了优势菌进行专性降解污染物的能力，使每个反应器尽可能地发挥作用，还利用了缺氧池生物填料降解能力强，处理效率高的特点，最终使出水达标排放。但是出水CODCr略高，未达到污水处理一级标准，还需进一步研究改进，以提高处理效果。同时应强化污染源头的治理，完善化工生产工艺，控制生产工艺全过程，稳定生产废水排水水质、水量，这是生化处理正常运行的前提。

5 结语

（1）采用以O1/A/O2硝化反硝化生物脱氮为核心的生物处理工艺处理高浓度焦化废水，在经过预处理、生化处理和深度处理后，出水达到了《污水综合排放标准》二级排放标准要求，部分指标达到了一级排放标准要求。

（2）采用平流隔油池和气浮池预处理能够有效去除水中的油，为后续生化处理创造了条件。

（3）O1/A/O2硝化反硝化生物脱氮处理工艺运行稳定，操作方便，耐冲击负荷强。在进水CODCr3 500~5 800 mg/L，进水NH3-N 36~285 mg/L 时，系统对CODCr和NH3-N 去除率分别达95%、89%以上。

（4）O1/A/O2工艺中预曝气池对CODCr和酚的去除率达到了70%、98%，有效降低了后续处理构筑物污泥负荷。

（5）采用聚合硫酸铁絮凝剂和PAM 助凝剂，当投加量分别为600~800 mg/L、1~2 mg/L 时，CODCr去除率可达50%左右，且脱色效果好。

［参考文献］

［1］宋蔚，王艳. 焦化废水处理技术研究进展［J］. 天津理工学院学报，2001，17（4）:97-99.

［2］林燕，杨永哲，袁林江，等．生物除磷脱氮技术的研究动向［J］．中国给水排水，2002，18（7）:20-22.

［3］ Kargi F，Uygur A. Nutrient removal performance of a sequencing batch reactor as a function of the sludge age ［J］. Enzyme and Microbial Technology，2002，31（6）:842-847.

［4］ Baeza J A，Gabriel D，Lafuente J. Effect of internal recycle on the nitrogen removal efficiency of an anaerobic/anoxic/oxic （A2/O） wastewater treatment plant （WWTP）［J］. Process Biochemistry，2004，39（11）:1615-1624.

［5］李亚新，周鑫，赵义. A2/O 工艺各段对焦化废水中难降解有机物的去除作用［J］. 中国给水排水，2007，23（14）:4-7.

［6］李亚新，赵义，岳秀萍，等. 生物膜法A2/O2 焦化废水处理系统中好氧反应器工艺特性［J］. 工业水处理，2008，28（1）:30-33.

［7］李长庆. 厌氧—缺氧—好氧处理焦化废水生产性试验研究［D］.北京：清华大学，1996.

［8］薛占强，李玉平，李海波，等. 短程硝化/厌氧氨氧化/全程硝化工艺处理焦化废水［J］. 中国给水排水，2011，27（1）:16-19.

［9］马昕，张涛，吴云生. 一种焦化废水生物脱氮处理工艺：中国，101514069［P］. 2009-08-26.

［10］许保玖，龙腾锐. 当代给水与废水处理原理［M］. 北京：高等教育出版社，1999：531.

［作者简介］马昕（1968-），1994 年毕业于内蒙古科技大学，高级工程师。